川東北元壩地區須家河組鈣質交代—膠結致密層分布與成因
摘要：方解石是須家河組砂巖中常見的成巖礦物之一,可在局部層段富集形成鈣質交代—膠結致密層,對砂巖的物性有明顯的破壞作用。基于巖心觀察和薄片鑒定,對川東北元壩地區鈣質交代—膠結致密砂巖的巖石學特征開展了分析,刻畫了致密砂巖的分布規律;結合全巖X射線衍射、穩定碳氧同位素和微量元素等測試資料,分析了鈣質交代—膠結致密砂巖的形成期和物質來源,闡明了鈣質膠結物和交代物的形成機制。鈣質交代—膠結致密層主要發育在元壩地區西部與須家河組三段(須三段)源巖層相鄰的須家河組二段和須家河組四段的砂巖中,在東部須三段源巖層附近的砂巖中則較少;通常出現在厚層砂體的中部,厚度為1~2 m;長石含量或白云巖巖屑含量較高,雜基含量較低;經歷的主要成巖作用包括壓實作用、方解石的膠結作用和交代作用。方解石的膠結物和交代物主要形成于早成巖階段B期,此時的地層溫度為60~80℃,烴源巖處于有機酸生成的高峰期。由于元壩地區西部須三段烴源巖中含有較高的碳酸鹽礦物組分,其排出的富有機酸流體可攜帶較多的Ca2+和HCO3-離子進入砂巖層,當砂巖富含長石和白云巖巖屑等堿性礦物時,富Ca2+的有機酸流體能被有效緩沖,形成有利于方解石膠結物和交代物沉淀的微環境,從而導致方解石大量沉淀。
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